| 0,0 → 1,114 |
|---|
| <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?><!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd"> |
| |
| <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"> |
| <head> |
| <title>Aktuality ze cvičení z C/C++ na FJFI, Wlada</title> |
| <link rel="stylesheet" type="text/css" href="styl.css"/> |
| <link rel="alternate" type="application/rss+xml" title="RSS" href="akt/rss.xml"/> |
| <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" /> |
| <meta name="author" content="Vladimír Klement" /> |
| </head> |
| |
| <body> |
| |
| <div id="hlavicka" role="banner"> |
| <h1>Wlada</h1> |
| <p>wlada(zavináč)post.cz</p> |
| </div> |
| |
| <div id="menuHlavni" role="navigation"> |
| <a href="http://kfe.fjfi.cvut.cz/~klement/">Cvičení</a> |
| <a href="?stranka=SDL_ttf">Tutoriály</a> |
| <a href="?stranka=kody">Kódy</a> |
| <a href="?stranka=odkazy">Zbytek</a> |
| </div> |
| |
| |
| <div id="menuVedlejsi" role="navigation"> |
| <a href="http://kfe.fjfi.cvut.cz/~klement/">Aktuality</a> |
| <a href="?stranka=materialy">Materiály</a> |
| <a href="?stranka=dochazka">Docházka</a> |
| <a href="?stranka=plan">Zápočet</a> |
| <a href="?stranka=ukoly">Úkoly</a> |
| </div> |
| |
| <div id="obsah" role="main"> |
| <br/> |
| <!--- ----------------------------------------Zacatek vlastni dokumentace------------------------------- --> |
| |
| <h1>Jednoduchý sonar ze zvukovky<br/>Jakub Kákona (kaklik@mlab.cz)</h1> |
| |
| <p> |
| Program je demonstrací základních funkcí audio systému ALSA <a href="http://www.alsa-project.org/">http://www.alsa-project.org/</a>. Konkrétně je ukázkou přístupu k zařízení Playback a Capture. A zároveň jednoduchým prostředkem k prozkoumání akustických vlastností různých materiálů pouze pomocí svého počítače. :) |
| </p> |
| |
| <img src="podlaha.png" alt="Obrázek aktivního sonaru"/> |
| |
| <h2>Závislosti</h2> |
| <p> |
| Program je napsán pro OS Linux a testován byl konkrétně na Ubuntu. |
| </p> |
| |
| <ul> |
| <li>Linux</li> |
| <li>libasound2</li> |
| </ul> |
| |
| <p> |
| K přeložení programu je tedy nutné mít nainstalované vývojové knihovny ALSA (libasound2-dev). Pokud máme splněné všechny závislosti, tak lze program přeložit pomocí gcc s následujícími parametry: |
| </p> |
| |
| <pre><code> |
| gcc sonar.c -o sonar -lasound |
| </code></pre> |
| |
| <h2>O co se jedná</h2> |
| <p> |
| K funkci program využije mono reproduktorový výstup. A vstup stereofonního mikrofonu. Nejdříve si vygeneruje vzorky pingu do pole, které předá ovladači zvukové karty. Následně připraví a otevře zařízení mikrofonu, aby po jeho otevření mohl spustit oba kanály zvuku současně. Tím dojde k zaznamenání vysílaného signálu i případných odražených ech do pole, které lze pak dále zpracovávat. |
| </p> |
| |
| <h2>Výstup</h2> |
| <p> |
| Navzorkovaná a vypočtená data jsou ukládána do textových souborů v adresáři /tmp/ ze kterého je pak možné je vykreslovat pomocí <a href="plot.gp">skriptu</a> Gnuplotu. |
| V horní části grafu je vysílaný signál. Uprostřed signál navzorkovaný mikrofony a dole výstup po korelaci nasnímaného signálu s odeslaným. |
| </p> |
| |
| <pre><code> |
| ~#gnuplot |
| > load "plot.gp" |
| </code></pre> |
| |
| <p> |
| Skrip si sám cyklicky spouští program "sonar" a překresluje graf. Lze tak experimentovat s odrazy od různých překážek a třeba i pokračovat ve vývoji kódu. |
| </p> |
| |
| <h2>Zpracování dat</h2> |
| <p> |
| Zpracovaní používá pouze metodu <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Cross-correlation">křížové korelace</a> kterou se porovnají snímané signály vůči původnímu odeslanému pingu. Tím jsou ve výsledku velice zvýrazněna odražená echa. Celý algoritmus jsou následující dva cykly: |
| </p> |
| |
| <pre><code> |
| for (n=0; n < (period_size - chirp_size - 1); n++) |
| { |
| l=0; |
| r=0; |
| for ( m = 0; m < chirp_size;m++) |
| { |
| l += chirp[m]*L_signal[m+n]; // correlate with left channel |
| r += chirp[m]*R_signal[m+n]; // correlate with right channel |
| } |
| correlationl[n]=abs(l); |
| correlationr[n]=abs(r); |
| } |
| </code></pre> |
| |
| <p> Všechny zdrojové kódy v <a href="sonar.zip">jednom balíku (64bit)</a> |
| </p> |
| |
| <h2>Známé chyby a nedodělky</h2> |
| <dl> |
| <dt>Ztráta amplitudy signálu</dt> |
| <dd>Takto jednoduchý program neuvažuje ztrátu výkonu signálu při šíření prostředím. Správně by se mělo zvyšovat zesílení vstupu mikrofonů se čtvrtou mocninou času.</dd> |
| <dt>Korektní start slinkovaného zařízení</dt> |
| <dd>Knihovna ALSA by podle dokumentace měla umět spojit zařízení Capture a Playback do jednoho a zacházet tak pak pouze s jedním zařízením. Toto by bylo zvlášť užitečné pro zlepšení synchronizace vstupu a výstupu. Tato možnost mi ale nefungovala na všech počítačích, proto je v tomto konkrétním kódu zakomentována.</dd> |
| </dl> |
